[發明專利]一種評估耐熱鋼安全性的方法和系統

在審

• 申請號: 202110372571.8
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113092255A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王家慶;劉省;彭志方;劉俊建;李勇;王齊宏;顏舒淮;程亞平
• 申請（專利權）人: 大唐鍋爐壓力容器檢驗中心有限公司;中國大唐集團科學技術研究院有限公司華東電力試驗研究院;武漢大學;廣東大唐國際潮州發電有限責任公司;大唐淮南洛河發電廠
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/18;G01N3/02
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 張祥

本發明提供了一種評估耐熱鋼安全性的方法，包括步驟A：獲取不同硬度的在役耐熱鋼部件樣本，步驟B：測試樣本在特定溫度條件下的屈服強度和抗拉強度數據；步驟C：根據樣本的屈強比數據，獲得屈強比的極小值；步驟D：獲得屈強比極小值對應的強度值H_o，測試待測樣品的強度值H，如果H≥H_o，該待測樣品滿足安全性要求，否則不滿足安全性要求。本發明的優點在于：創造性的將材料的安全硬度與材料的屈強比聯系到一起，屈強比的極小值對應材料斷裂傾向增大的臨界點，能夠根據屈強比的極小值直接確定對應的硬度值，科學準確的確定材料的安全硬度值下限，為在役耐熱鋼的安全硬度范圍提供了明確的界限，方便對耐熱鋼使用壽命的把控，提高機組安全性。

技術領域

本發明涉及耐熱鋼硬度評估技術領域，尤其涉及一種評估耐熱鋼安全性的方法和系統。

背景技術

為提高發電效率和減少CO2排放，超(超)臨界火力發電機組是目前世界各國日益發展的主流燃煤發電模式。表征發電參數的溫度和蒸汽壓的提高對鍋爐用鋼提出了高安全性的要求。簡稱為9Cr鋼的新型馬氏體耐熱鋼T/P91(9Cr-1Mo-V-Nb)和T/P92(9Cr-0.5Mo-1.8W-V-Nb-B)是這類鍋爐用鋼的主體材料。

目前對T/P91鋼在役部件的硬度和安全性檢驗尚缺乏標準和規范。根據相應標準，供貨態T/P91鋼硬度應在185～250HBW(布氏硬度)。然而，國內外大量在役T/P91鋼部件特別是彎頭/彎管部位的硬度值已低于160HBW。在役部件硬度明顯偏低給機組的長期穩定運行帶來了嚴重的安全隱患并已引起國內外相關企業和材料研發領域的嚴重關切和高度重視。然而目前行業中并沒有明確的規定在役T/P91鋼部件的硬度值的安全范圍，導致很多時候只有在發生損壞的情況下才會更換相應部件，或者以使用時間確定更換周期，這些方法都存在一定的安全隱患。

公開號為CN110907475A的發明專利公開了一種馬氏體耐熱鋼的剩余壽命評估方法，其通過組織損傷特征參量確定材料的剩余壽命，該方法主要基于馬氏體樣條的平均寬度確定損耗情況，誤差較大，無法保障在役耐熱鋼的安全性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種確定在役耐熱鋼的安全硬度標準的安全性評估方法。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：一種評估耐熱鋼安全性的方法，包括步驟A：獲取不同硬度的在役耐熱鋼部件樣本，

步驟B：測試不同硬度的樣本在特定溫度條件下的屈服強度和抗拉強度數據；

步驟C：根據不同硬度的樣本在特定溫度下的屈強比數據，獲得特定溫度下屈強比的極小值，其中屈強比為屈服強度與抗拉強度的比值；

步驟D：獲得屈強比極小值對應的強度值H_o，測試待測樣品的強度值H，如果H≥H_o，該待測樣品滿足安全性要求，否則不滿足安全性要求。

本發明創造性的將材料的安全硬度與材料的屈強比聯系到一起，屈強比的極小值對應材料斷裂傾向增大的臨界點，能夠根據屈強比的極小值直接確定對應的硬度值，科學準確的確定材料的安全硬度值下限，為在役耐熱鋼的安全硬度范圍提供了明確的界限，方便對耐熱鋼使用壽命的把控，提高機組安全性。

優選的，步驟C中通過繪制屈強比隨硬度變化的曲線查找屈強比的極小值。

優選的，所述屈強比的極小值定義為：在與該屈強比對應的硬度值相鄰的前后分別至少三個硬度值對應的屈強比均不小于該屈強比。

優選的，步驟B中分別測試樣本在室溫、550℃、600℃下的屈服強度和抗拉強度。

優選的，在不同溫度下屈強比極小值不同時，以多個極小值對應的硬度的最大值作為硬度值的安全下限H_o。